국제사회는 2015년 채택된 파리협정을 통해 지구온난화 완화 목표인 2100년까지 지구 평균온도의 상승을 산업화 이전과 비교하여 2 ℃보다 상당히 아래로 억제하고, 나아가 온도상승 폭을 1.5 ℃ 이하로 제한하기로 협의하였으며, 이를 위한 포괄적 정책 방향으로 탄소중립을 선언하였다. 해당 협정의 채택 이후 국제사회는 자국의 온실가스 감축 및 탄소중립의 이행을 위한 법 제·개정, 국가 전략 및 계획 수립, 중·장기 R&D 예산 편성 등 다수의 정책을 발표하였으며, 이와 함께 전 지구적 온실가스 감축을 위한 국제사회의 역량에 기여하고자 하고 있다. 국내 역시 2050년 탄소중립 목표 수립을 포함한 기본법 제정 및 2050 탄소중립위원회를 신설하고 에너지, 산업, 수송 등 사회 인프라 전반에 걸쳐 온실가스를 감축하기 위한 정책을 다각적으로 수립하고, 기반 조성을 위한 노력을 지속해왔다. 본 고에서는 이러한 국외 주요국 및 우리나라의 탄소중립 관련 주요 핵심 정책 현황을 살펴보았으며, 이와 함께 탄소중립의 실질적 달성을 위한 과학기술 개발 및 관련 투자 방향을 고찰하고자 하였다.

화석연료기반의 산업사회는 경제성장과 함께 온실가스 배출량을 증가시켰다. 전 세계는 기후변화에 대한 심각성을 인지하여 지구온난화에 대한 대처방안으로 '2050 탄소중립'을 선언하였다. 탄소중립에 대한 능동적 대응을 위해 기존 화석연료에서 수소 및 암모니아 같은 친환경 탈탄소 연료로 사용함으로써 탄소배출을 저감시킬 수 있다. 국제 간 수출입 의존도가 큰 선박 분야는 해운활동에서 탄소중립 신규 정책 및 강화된 환경규제를 적용받는다. 이미 저유황유 및 LNG 연료 사용으로 적극적인 규제 대응에 임하고 있으나, 화석연료 사용은 탄소배출이 불가피하기 때문에 암모니아 혼소·전소 기술의 필요성이 커지고 있다. 암모니아 연료의 사용은 탄소배출 감소가 가능한 반면, 낮은 연소속도에 의한 미연소 암모니아 슬립 문제 및 연소 시 발생하는 질소산화물(NOx) 배출 문제가 증가할 것으로 예상된다. 특히 NO, NO2, N2O 및 NH3는 초미세먼지와 지구온난화의 원인물질이므로 이를 해결하기 위한 저감기술 필요성은 점차 커질 것이다. 미래 탄소중립정책과 함께 암모니아를 연료로 사용했을 때 발생하는 오염물질 저감을 위한 촉매기술 동향에 대하여 살펴보았다.

LNG를 연소하는 복합화력발전소는 석탄화력발전소에 비해 대기오염물질 배출량이 적어 친환경적이라고 할 수 있으나, 질소산화물이 여전히 배출되고 있고, 최근에는 가스터빈 기동시에 발생하는 황연 유발물질, 일산화탄소, 총탄화수소가 민원의 대상이 되고 있다. 또한 온실가스인 CO2 역시 연소과정에서 불가피하게 발생하는 물질이다. 친환경적인 에너지로 거듭나기 위해 산업계에서 이들 대기오염물질을 적정하게 처리하기 위한 노력이 진행되고 있다. 본 고에서는 복합화력발전소에 적용된 상용화 기술에 대해 현황을 설명하고 향후 적용될 기술에 대한 연구개발 사항에 대해 소개하고자 한다.

Climate crisis appears to be a reality, and carbon neutrality is the goal of the times. The world must reduce its greenhouse gas emissions to zero by 2050. For this, the world order is changing rapidly, and governments continue to declare carbon neutrality. Carbon neutrality is a huge and comprehensive paradigm change including the transformation of carbon-based civilization and a socio-economic system. To overcome these difficulties, technological innovation must precede. It will be achieved by dismantling and reconstructing the engineering system in a distinctive way. Meanwhile, traditional chemical industry relies almost entirely on fossil fuels for materials and energy. Because of this inherent characteristic, the chemical industry is one of the industries that emit enormous greenhouse gases, and must be reconstructed to minimize its emission. Carbon neutral engineering proposed in this article is an engineering system that minimizes greenhouse gas emissions while maintaining the productivity of existing engineering system. It consists of five directions: (1) conversion of feed, (2) conversion of energy, (3) conversion of process, (4) conversion to a circular economy, and (5) carbon capture utilization and storage (CCUS). Taking the chemical industry as an example, the concept and specific direction of carbon neutral engineering were explained and discussed.